package com.apkcore.bl;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class _18四数之和 {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        // 创建一个列表来存放符合条件的四元组
        List<List<Integer>> quadruplets = new ArrayList<List<Integer>>();
        // 如果数组为空或者长度小于4，则直接返回空的四元组列表
        if (nums == null || nums.length < 4) {
            return quadruplets;
        }
        // 排序原始数组，为后续去重和判断提供便捷
        Arrays.sort(nums);
        // 获取原数组的长度
        int length = nums.length;
        // 遍历第一层循环，枚举第一个数
        for (int i = 0; i < length - 3; i++) {
            // 如果当前数与前一个数相同，则跳过
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            // 如果当前数和后三个数之和已经大于目标值，则跳出循环（后续不可能有符合条件的四元组了）
            if ((long) nums[i] + nums[i + 1] + nums[i + 2] + nums[i + 3] > target) {
                break;
            }
            // 如果当前数和后三个数中的最大值之和仍小于目标值，就跳过当前循环（当前数不可能作为四元组的第一个数了）
            if ((long) nums[i] + nums[length - 3] + nums[length - 2] + nums[length - 1] < target) {
                continue;
            }
            // 第二层循环，枚举第二个数
            for (int j = i + 1; j < length - 2; j++) {
                // 如果当前数与前一个数相同，则跳过
                if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) {
                    continue;
                }
                // 如果当前数和后两个数之和已经大于目标值，则跳出循环（后续不可能有符合条件的四元组了）
                if ((long) nums[i] + nums[j] + nums[j + 1] + nums[j + 2] > target) {
                    break;
                }
                // 如果当前数和后两个数中的最大值之和仍小于目标值，就跳过当前循环（当前数不可能作为四元组的第二个数了）
                if ((long) nums[i] + nums[j] + nums[length - 2] + nums[length - 1] < target) {
                    continue;
                }
                // 第三层循环，双指针法查找符合条件的两个数
                int left = j + 1, right = length - 1;
                while (left < right) {
                    long sum = (long) nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right];
                    // 如果四个数之和等于目标值，把四个数加入到符合条件的四元组列表中
                    if (sum == target) {
                        quadruplets.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]));
                        // left指针向右移动，去除重复的数
                        while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) {
                            left++;
                        }
                        left++;
                        // right指针向左移动，去除重复的数
                        while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) {
                            right--;
                        }
                        right--;
                    }
                    // 如果四个数之和小于目标值，增大left指针
                    else if (sum < target) {
                        left++;
                    }
                    // 如果四个数之和大于目标值，减小right指针
                    else {
                        right--;
                    }
                }
            }
        }
        // 返回符合条件的四元组列表
        return quadruplets;
    }
}
